فلومترهای الکترومغناطیسی

آشنایی با فلومترهای الکترومغناطیسی شامل اجزاء، نحوه­ی عملکرد، مزایا و معایب

فهرست مطالب

1-1 معرفی فلومترهای الکترومغناطیسی

فلومترهای الکترومغناطیسی در حال حاضر جزو دقیق­ ترین ابزارهای اندازه ­گیری فلو در صنعت به حساب می­ آیند. همان­طور که از نام آنها مشخص است، اساس کار این فلومترها با استفاده از قوانین القای فارادی می­باشد. در واقع، در این نوع فلومترها به کمک این روابط و با اندازه­ گیری ولتاژ القایی ناشی از عبور سیال، سرعت سیال عبوری محاسبه شده و در نتیجه با داشتن سرعت سیال و قطر داخلی تجهیز، فلوی عبوری اندازه­ گیری می­شود. در ادامه متن، اجزاء اصلی فلومترهای الکترومغناطیسی و همچنین نحوه­ی عملکرد این فلومترها به تفصیل توضیح داده خواهد شد.

1-2 اجزاء اصلی یک فلومتر الکترومغناطیسی

فلومترهای الکترومغناطیسی با یک نگاه ساده­شونده، از چهار جزء اصلی تشکیل شده­اند. این اجزاء عبارتند از:

لوله و لاینینگ (قسمت 1)،

ترانسمیتر یا نمایشگر (قسمت 2)،

سیم­ پیچ­ ها (قسمت 3)

و الکترودها (قسمت 4).

در شکل زیر یک فلومتر الکترومغناطیسی به همراه اجزاء آن نمایش داده شده است.

اجزاء اصلی یک فلومتر الکترومغناطیسی.jpg
اجزاء اصلی یک فلومتر الکترومغناطیسی

1-3 نحوه عملکرد فلومترهای الکترومغناطیسی

 

همانطور که گفته شد، اساس کار فلومترهای الکترومغناطیسی بر مبنای قوانین القای فارادی می ­باشد. در این نوع فلومترها، با استفاده از اعمال جریان تحریک در سیم ­پیچ ­های قرار داده شده در دو سمت فلومتر، یک میدان مغناطیسی ثابت و یکنواخت ایجاد می ­شود. از طرفی همانطور که در قسمت قبل نمایش داده شده، دو الکترود در دو سمت دیگر لوله و متعامد بر راستای قرارگیری سیم ­پیچ ­ها قرار گرفته است.

طبق قوانین الکترومغناطیسی در صورتی که سیال رسانا باشد؛ عبور سیال در لوله در حضور میدان مغناطیسی منجر به ایجاد یک نیروی الکتریکی و در نتیجه ایجاد اختلاف ولتاژ الکتریکی بین دو الکترود خواهد شد. این اختلاف ولتاژ الکتریکی ایجاد شده در دو سر الکترودها متناسب با سرعت عبور سیال از لوله می­باشد. بنابراین سرعت سیال را با استفاده از رابطه­ ی زیر بدست می ­آید.

نحوه عملکرد فلومترهای الکترومغناطیسی

در رابطه ­ی بالا،  قطر مقطع داخلی لاینینگ،  ولتاژ القاشده بر دو سر الکترودها،  شدت میدان مغناطیسی و  سرعت متوسط سیال عبوری از تجهیز می­ باشند. از طرفی با داشتن مساحت سطح مقطع داخلی لاینینگ و سرعت اندازه­ گیری شده می­توان دبی عبوری سیال ( ) محاسبه کرد. رابطه ­ی زیر نحوه­ ی محاسبه ­ی دبی عبوری را نشان می ­دهد.

نحوه عملکرد فلومترهای الکترومغناطیسی

1-4 مزایای فلومترهای الکترومغناطیسی

 

در اینجا تعدادی به تعدادی از مزایای فلومترهای الکترومغناطیسی اشاره شده است.

  • قرارنگرفتن هرگونه مانع در مسیر حرکت سیال
  • دارای افت فشار نزدیک به صفر
  • امکان استفاده در صنایع بهداشتی (مانند آب شرب یا سایر مواد خوراکی)
  • مناسب برای سیال اسیدی و خورنده
  • قابلیت نصب در جهت ­های مختلف
  • پاسخ بسیار سریع به تغییرات آنی فلو
  • قابل تطبیق برای کاربردهای سیالات خمیری مانند اسلاری
  • بی­ تأثیر بودن پارامترهای چسناکی، دما و فشار در اندازه­ گیری دبی
  •  

1-5 معایب فلومترهای الکترومغناطیسی

 

  • تنها مناسب سیالاتی با رسانایی حداقل 5 میکروزیمنس می­ باشد.
  • در بعضی از کاربردها، ممکن است روکش شدن الکترودها توسط مواد، منجر به کاهش دقت عملکرد گردد.
  • وجود میدان­ های الکترومغناطیسی قوی در اطراف تجهیز می­تواند در دقت اندازه­ گیری تجهیز تأثیرگذار باشد.
  • برای نصب ملاحظاتی در مورد جهت جریان فلو با توجه به محل نصب وجود دارد.

در این نوشتار سعی شد که فلومترهای الکترومغناطیسی، اجزای اصلی آن ها، مکانیزم عملکرد آنها و همچنین مزایا و معایب آن ها به طور مختصر مورد بررسی قرار بگیرد. در نهایت پیشنهاد می ­شود برای مرور هرچه بهتر مباحث مطرح ­شده، کلیپ ویدئویی زیر را مشاهده نمایید.